Estrutura linear de alcanos, propriedades, nomenclatura, exemplos

O Alcanes lineares São hidrocarbonetos saturados cuja fórmula química geral é n-C_nH_2n+2. Sendo hidrocarbonetos saturados, todas as suas ligações são simples (C-H) e são compostas apenas de átomos de carbono e hidrogênio. Eles também recebem o nome de parafinas, diferenciando -as dos tous ramificados para os quais são chamados isoparafinas.

Esses hidrocarbonetos não têm ramificações e anéis. Mais do que linhas, essa família de compostos orgânicos se assemelha a mais a cadeias (Alkane da cadeia reta); ou de um ângulo culinário, a espaguete (cru e cozido).

Se o espaguete cru fosse menos quebradiço, eles teriam uma semelhança ainda mais próxima com os alcaneos lineares. Fonte: Pixabay.

O espaguete cru vêm representar o estado ideal e isolado de alcanes lineares, embora com uma tendência pronunciada de quebrar; Enquanto os cozidos, independentemente de estarem ou não se aproximando de seu estado natural e sinérgico: alguns interagindo com outros em um todo (o prato de macarrão, por exemplo).

Esses tipos de hidrocarbonetos são encontrados naturalmente em depósitos de gás e petróleo naturais. As mais leves têm características lubrificantes, enquanto as pesadas se comportam como um asfalto indesejável; solúvel, no entanto, em parafinas. Eles servem muito bem como solventes, lubrificantes, combustíveis e asfalto.

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Estrutura de alcaneos lineares

Grupos

Foi mencionado que a fórmula geral desses alcaneos é c_nH_2n+2. Esta fórmula é a mesma de fato para todos os alcaneos, lineares ou ramificados. A diferença então no n- Isso precede a fórmula de alcão, cuja denotação significa "normal".

Será visto mais tarde do que isso n- É desnecessário para alcanes com um número de carbono igual ou inferior a quatro (n ≤ 4).

Uma linha ou cadeia não pode consistir em um único átomo de carbono, portanto o metano é descartado para explicação (CH₄, n = 1). Se n = 2, temos o etano, CHO₃-CH₃. Observe que este Alkane consiste em dois grupos metil, Cho₃, ligado um ao outro.

Aumentando o número de carbonos, n = 3, o propano de Alkane é obtido, CHO₃-CH₂-CH₃. Agora um novo grupo aparece, Cho₂, chamado metileno. Não importa o tamanho do Alkane linear, você sempre terá dois grupos nada mais: CHO₃ e cap₂.

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Comprimentos de suas correntes

Quando o número de carbonos do alcano linear aumenta, há uma constante em todas as estruturas resultantes: o número de grupos de metileno é aumentado. Por exemplo, suponha que os alcaneos lineares com n = 4, 5 e 6:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ (n-butano)

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ (n-Pentano)

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ (n-hexano)

As correntes ficam mais longas porque adicionam aos grupos de estruturas que chora₂. Assim, um alcano linear extenso ou curto difere em quantos Cho₂ separa os dois grupos terminais CH₃. Todos esses alcaneos não têm nada além de dois estes₃: No início da corrente e no final do mesmo. Se eu tivesse mais, isso implicaria a presença de ramificações.

Da mesma forma, a ausência total de grupos CH pode ser vista, presente apenas nas ramificações ou quando existem grupos substituintes ligados a um dos carbonos da cadeia.

A fórmula estrutural pode ser resumida da seguinte forma: CH₃(CH₂)_N-2CH₃. Tente aplicar e ilustrá -lo.

Conformações

Conformações estruturais de alcanes lineares. Fonte: Gabriel Bolívar.

Alguns alcaneos lineares podem ser mais longos ou mais curtos que outros. Assim, n pode ter um valor de 2 a ∞; isto é, um infinito grupos CH da cadeia composta₂ e dois grupos CH₃ terminais (em teoria é possível). No entanto, nem todas as cadeias "acomodam" da mesma maneira no espaço.

É aqui que surgem as conformações estruturais de alcanes. O que eles devem? Para a rotabilidade dos links c-h e a flexibilidade do mesmo. Quando esses links giram ou apodrecem.

Linear

Na imagem superior, por exemplo, uma cadeia de treze carbonos que permanece linear ou estendida é mostrada na parte mais alta. Essa conformação é ideal, pois se supõe que o ambiente molecular minimize a disposição espacial dos átomos da cadeia. Nada a perturba e não precisa dobrar.

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Enrolado ou dobrado

No meio da imagem, a cadeia de vinte e sete carbono experimenta um distúrbio externo. A estrutura, para ser mais "confortável", gira seus elos de tal maneira que se dobra; Assim como um longo espaguete.

Estudos computacionais mostraram que o número máximo de carbonos que uma cadeia linear pode ter é n = 17. De n = 18, é impossível para ele não começar a ser dobrado ou enrolado.

Misturado

Se a cadeia for muito longa, pode haver regiões que permaneçam lineares enquanto outras foram dobradas ou inscritas. De tudo, essa é talvez a conformação mais próxima da realidade.

Propriedades

Físico

Sendo hidrocarbonetos, eles estão em essência apolar e, portanto, hidrofóbicos. Isso significa que eles não podem ser misturados com água. Eles são pouco densos porque suas correntes deixam muitos espaços vazios entre eles.

Além disso, seus estados físicos variam de refrigerante (para n < 5), líquidos (para n < 13) o sólidos (para n ≥ 14), y dependen de la longitud de la cadena.

Interações

As moléculas dos alcanos lineares são apolares e, portanto, suas forças intermoleculares são do tipo de dispersão de Londres. As correntes (provavelmente adotando uma conformação mista) são então atraídas pela ação de suas massas moleculares e os dipolos instantâneos induzidos por seus átomos de hidrogênio e carbono.

É por esse motivo que, quando a corrente se torna mais longa e, portanto, mais pesada, seus pontos de ebulição e fusão aumentam da mesma maneira.

Estabilidade

Quanto mais tempo a corrente, mais instável é. Geralmente, eles sofrem rupturas de seus vínculos para causar cadeias menores de um grande. De fato, esse processo é conhecido como Craqueo, Altamente usado em refino de petróleo.

Nomenclatura

Para nomear os alcanes lineares, basta adicionar o indicador n antes do nome. Se n = 3, como é o caso do propano, é impossível para este alcano apresentar qualquer ramo:

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CH₃-CH₂-CH₃

Coisa que não acontece de n = 4, isto é, com o n-blutano e os outros alcanes:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

QUALQUER

(CH₃)₂CH-CH₃

A segunda estrutura corresponde ao isobutano, que consiste em um isômero estrutural do butano. Para diferenciar um do outro, o indicador n entra em jogo-. Assim, o n-Butano se refere apenas ao isômero linear, sem ramificações.

Quanto maior o n, maior o número de isômeros estruturais e a maior importância terá que usar n- para se referir ao isômero linear.

Por exemplo, o octano, c₈H₁₈ (C₈H_{8 × 2 + 2}), apresenta até treze isômeros estruturais, uma vez que muitas ramificações são possíveis. O isômero linear, no entanto, é nomeado: n-Octane, e sua estrutura é:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

Exemplos

Eles são mencionados abaixo e para encerrar alguns alcanes lineares:

-Etano (c₂H₆): CH₃CH₃

-Propano (c₃H₈): CH₃CH₂CH₃

-n-Heptano (c₇H₁₆): CH₃(CH₂)₅CH₃.

- n-Dean (c₁₀H₂₂): CH₃(CH₂)₈CH₃.

-n-Hexadecano (c₁₆H_{3. 4}): CH₃(CH₂)₁₄CH₃.

-n-Nonrecano (c₁₉H₄₀): CH₃(CH₂)₁₇CH₃.

-n-Eicosan (c_vinteH₄₂): CH₃(CH₂)₁₈CH₃.

- n-Hectano (c₁₀₀H₂₀₂): CH₃(CH₂)₉₈CH₃.

Referências

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